CN111542655B

CN111542655B - 增强纤维束

Info

Publication number: CN111542655B
Application number: CN201980007396.3A
Authority: CN
Inventors: 馆山胜; 清家聪; 布施充贵; 平野宏; 松井明彦; 浦和麻
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2019-01-17
Publication date: 2022-09-23
Anticipated expiration: 2039-01-17
Also published as: EP3744884A1; KR20200108411A; EP3744884A4; US20200347522A1; CN111542655A; JPWO2019146483A1; JP7236057B2; WO2019146483A1

Abstract

增强纤维束，其特征在于，其是具有1m以上的长度的连续增强纤维束，下述区域(I)中的每单位宽度的单纱数为1600根/mm以下、束内平均纤维数为1000根以下，在区域(II)中求得的悬垂值为120mm以上且240mm以下。另外，增强纤维束，其特征在于，其是具有1m以上的长度的连续增强纤维束，下述区域(I)中的上浆剂(I)的附着量为0.5重量％以上且10重量％以下，在区域(II)中求得的悬垂值为120mm以上且240mm以下。提供力学特性和复杂形状成型性、连续生产率优异的增强纤维束。区域(I)：从端部起至150mm为止的区域；区域(II)：区域(I)以外的区域。

Description

增强纤维束

技术领域

本发明涉及可适合用于复合材料用途的增强纤维束。

背景技术

碳纤维增强复合材料(CFRP)的比强度·比刚性优异，近年来，面向汽车部件的CFRP的开发也变得活跃。

作为CFRP在汽车中的应用例，在航空器、体育用品材料中有实际成果的使用热固性树脂的预浸料坯、基于树脂传递模塑(RTM)、纤维缠绕(filament winding，FW)的部件已推向市场。另一方面，使用热塑性树脂的CFRP能够进行高速成型，且再循环性优异，因此作为面向量产车的材料而受到瞩目。其中，加压成型由于生产率高、并且还能够应对复杂的形状、大面积的成型，因此作为金属成型的替代日益受到期待。

就加压成型中使用的中间基材而言，使用了不连续增强纤维的片状材料为主流。作为代表性材料，有片状模塑料(SMC)、玻璃毡热塑性塑料(GMT)(专利文献1、专利文献2)。任何中间基材均用于所谓的流动冲压成型(材料在模腔内流动并填充)，并形成下述形态：较长的增强纤维成为短切线束状及/或旋涡状而分散于热塑性树脂中。由于由单丝数多的纤维束形成，因此有下述倾向：虽然成型时的流动性优异，但成型品的力学特性差。另外，为了降低生产成本、提高生产率，要求连续地供给增强纤维束的、中间基材的连续生产。

作为同时实现了力学特性和流动性的材料，有由纤维长度、浓度参数不同的片材形成的多层结构的成型材料(专利文献3)。另外，有作为力学特性和流动性优异的成型材料的构成材料的、包含分纤处理区间和未分纤处理区间的纤维束(专利文献4)。有通过调整纤维束的厚度、宽度等形态来提高力学特性的成型材料(专利文献5)。像这样，正在进行用于均衡性良好地同时实现力学特性和成型时的流动性的改善，要求力学特性和流动性的进一步提高。另外，还要求纤维增强树脂成型材料的连续生产率的提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-141502号公报

专利文献2：日本特开2003-80519号公报

专利文献3：日本专利第5985085号说明书

专利文献4：国际公开WO2016/104154号小册子

专利文献5：日本专利第5512908号说明书

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于：鉴于上述要求，提供构成力学特性和成型时的流动性优异的纤维增强热塑性树脂成型材料、且能够连续地生产的增强纤维束。

用于解决课题的手段

本申请的发明人进行了深入研究，结果发明出能够解决上述课题的增强纤维。即，本发明包含以下构成。

[1]增强纤维束，其特征在于，其是具有1m以上的长度的连续增强纤维束，下述区域(I)中的每单位宽度的单纱数为1600根/mm以下、束内平均纤维数为1000根以下，在区域(II)中求得的悬垂值为120mm以上且240mm以下。

区域(I)：从纤维束末端起至150mm的前述纤维束的部分

区域(II)：区域(I)以外的前述纤维束的部分

[2]增强纤维束，其特征在于，其是具有1m以上的长度的连续增强纤维束，下述区域(I)中的上浆剂(I)的附着量为0.5重量％以上且10重量％以下，在区域(II)中求得的悬垂值为120mm以上且240mm以下。

区域(I)：从纤维束末端起至距该末端150mm为止的前述纤维束的部分

区域(II)：区域(I)以外的所述纤维束的部分

[3]根据前述[2]所述的增强纤维束，其特征在于，被赋予至所述区域(I)中的上浆剂(I)为水溶性聚酰胺。

[4]根据前述[1]～[3]中任一项所述的增强纤维束，其特征在于，在所述区域(II)中被赋予了以环氧树脂为主成分的上浆剂。

[5]根据前述[1]或[4]所述的增强纤维束，其特征在于，在前述区域(II)中被赋予了以聚酰胺树脂为主成分的上浆剂。

[6]根据前述[1]～[5]中任一项所述的增强纤维束，其特征在于，所述区域(II)中的束内平均纤维数为50根以上且4000根以下。

[7]根据前述[1]～[6]中任一项所述的增强纤维束，其特征在于，所述区域(II)中的束硬度为39g以上且200g以下。

[8]根据前述[1]～[7]中任一项所述的增强纤维束，其特征在于，前述区域(II)中的每单位宽度的单纱数为600根/mm以上且1600根/mm以下。

[9]根据前述[1]～[8]中任一项所述的增强纤维束，其特征在于，前述区域(II)中的平均束厚度为0.01mm以上且0.2mm以下。

[10]根据前述[1]～[9]中任一项所述的增强纤维束，其特征在于，所述区域(II)中的平均束宽度为0.03mm以上且3mm以下。

[11]根据前述[1]～[10]中任一项所述的增强纤维束，其特征在于，附着于前述区域(II)的上浆剂的附着量在将区域(II)的重量设为100重量％时为0.1重量％以上且5重量％以下。

发明的效果

根据本发明，能够提供纤维增强树脂成型材料的力学特性及即使是复杂形状也能够成型的成型性优异、并且该成型材料的连续生产率优异的增强纤维束。

附图说明

图1是示出本发明的增强纤维束的概略说明图。

图2是示出本发明的增强纤维束的制造方法的例子的概略说明图。

图3是示出部分分纤处理工序和上浆剂赋予工序的时机的工序图。

图4是示出纤维束拓宽工序及部分分纤处理工序和上浆剂赋予工序的时机的工序图。

图5是示出上浆剂涂布工序、部分分纤处理工序、干燥工序、热处理工序的工序流程的一例的工序图。

图6是示出在纤维束拓宽工序前包含上浆剂涂布工序的情况的工序流程的工序图。

图7是示出在纤维束拓宽工序后包含上浆剂涂布工序的情况的工序流程的工序图。

图8是示出悬垂值的测定方法的概略说明图。

具体实施方式

本发明的增强纤维束以具有1m以上的长度的连续的纤维的形式构成，如图1所示那样包含作为从纤维束末端起至150mm为止的纤维束的部分的区域(I)及作为区域(I)以外的纤维束的部分的区域(II)。在此，区域(I)是从纤维束末端起至150mm为止的纤维束的部分，区域(I)可以优选为从纤维束末端起至120mm为止的纤维束的部分，可以进一步优选为从纤维束末端起至80mm为止的纤维束的部分。如后文说明那样，设想将区域(I)用作增强纤维束相互连接的部分，另一方面，设想将区域(II)专用于纤维增强复合材料的增强。因此，当能够牢固地进行增强纤维束102的连接时，区域(I)越短越优选。通过使区域(I)为前述范围，从而能够不使纤维增强树脂的力学特性下降地利用增强纤维束102的区域(I)来进行连接。

作为增强纤维的种类，并无特别限制，优选选自由碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、金属纤维组成的组中的纤维。其中，优选使用碳纤维。作为碳纤维，并无特别限定，从力学特性的提高、纤维增强树脂的轻量化效果的观点考虑，可优选使用例如聚丙烯腈(PAN)系、沥青系、人造丝系的碳纤维，它们可以使用1种或并用2种以上。其中，从所得到的纤维增强树脂的强度与弹性模量的均衡性的观点考虑，优选使用PAN系碳纤维。

增强纤维束中所含的增强纤维的单纤维直径优选为0.5μm以上，更优选为2μm以上，进一步优选为4μm以上。另外，增强纤维的单纤维直径优选为20μm以下，更优选为15μm以下，进一步优选为10μm以下。增强纤维束的线束强度优选为3.0GPa以上，更优选为4.0GPa以上，进一步优选为4.5GPa以上。增强纤维束的线束弹性模量优选为200GPa以上，更优选为220GPa以上，进一步优选为240GPa以上。如果增强纤维束的线束强度或弹性模量分别为该范围，则能够提高纤维增强树脂成型材料的力学特性。

使用图1对本发明的增强纤维束的一个方式进行更具体地说明。

如图1所示，本发明的增强纤维束102在长度方向上被细分化、分纤处理。区域(I)和区域(II)中的分纤处理条件可以不同。经分纤处理的分纤纤维束可以包含未分纤处理区间130。未分纤处理区间130可以在纤维束的宽度方向上连续，也可以不连续。在前述分纤纤维束中，夹持1个未分纤处理区间130而邻接的分纤处理区间150的长度可以相同，也可以不同。

在此，就本发明中提及的每单位宽度的单纱数及束内平均纤维数而言，在进行了分纤处理的情况下，在进行了分纤处理的部位求得。例如在总纤维根数为10000根的长丝被均等地分纤为50份的情况下，束内平均纤维数为200根，若所分割的部位中的一个部位的纤维束的宽度为0.5mm，则每单位宽度的纤维数为400根/mm。

另外，作为本发明的增强纤维束的区域(I)中的上浆剂(I)(将被赋予至区域(I)中的上浆剂称作上浆剂(I))的附着量，在将增强纤维束的区域(I)部分的重量设为100重量％时，可以为10重量％以下，优选为8重量％以下，更优选为6重量％以下。若上浆剂(I)的附着量大于10重量％，则纤维束***，有不能从切割工序通过的可能性。另一方面，上浆剂(I)的附着量优选为0.5重量％以上，进一步优选为0.7重量％以上，更优选为1重量％以下。若上浆剂(I)的附着量小于0.5重量％，则纤维束彼此的接合强度下降。其结果在切割工序时有纤维连接部剥离的可能性。

在本发明的增强纤维束中，在区域(I)中经分纤处理而成的各束中所含的增强纤维的束内平均纤维数n1为1000根以下。该束内平均纤维数更优选为800根以下，进一步优选为500根以下。如果是该范围，则容易将增强纤维束彼此在强度上稳定地连接。

另外，本发明的增强纤维束的区域(I)中的每单位宽度的单纱数为1600根/mm以下。优选为1400根/mm以下，更优选为1250根/mm以下。在大于1600根/mm的情况下，纤维彼此的缠绕变弱，有连接强度下降的倾向。增强纤维束的每单位宽度的单纱数的导出方法将在后文叙述。

本发明的增强纤维束中使用的纤维束优选为预先集束的状态。在此，所谓预先集束的状态，是指：例如通过构成纤维束的单纱彼此交织而集束的状态、通过赋予至纤维的上浆剂而集束的状态、通过纤维束的制造工序中含有的捻合而集束的状态。

另外，为了确保集束性，本发明的增强纤维束优选用上浆剂进行处理。如前述所示，集束性可以通过对增强纤维束加以捻合来确保，从使制成纤维增强复合材料时的力学特性优异的观点考虑，优选通过赋予上浆剂来确保集束性。另外，上浆剂还可以具有改善构成纤维增强复合材料的基体树脂与增强纤维的粘接性的作用，因此被优选采用。

作为本发明的增强纤维束的区域(I)中的上浆剂(I)(将被赋予至区域(I)中的上浆剂称作上浆剂(I))的附着量，将增强纤维束的区域(I)部分的重量设为100重量％时，优选为3重量％以下，更优选为2重量％以下，进一步优选为1重量％以下。若上浆剂(I)的附着量大于3重量％，则构成增强纤维束的纤维的缠绕变弱，有连接强度下降的倾向。

在使上浆剂(I)附着于增强纤维的表面的情况下，上浆剂(I)的溶质的浓度优选为0.01重量％以上，更优选为0.05重量％以上，进一步优选为0.1重量％以上。若溶质的浓度低于0.01重量％，则在构成增强纤维束的各增强纤维上附着的上浆剂(I)的量变少，因此不仅导致增强纤维束的集束性下降，而且不能提高增强纤维与基体树脂的粘接性、亲和性，有难以得到机械强度良好的复合材料的倾向。作为上浆剂(I)中溶质的浓度的上限，优选为10重量％以下，更优选为5重量％以下，进一步优选为1重量％以下。若溶质的浓度大于10重量％，则上浆剂(I)的粘度变高，有难以对构成增强纤维束的各增强纤维均等地赋予溶质的倾向。上浆剂(I)的附着量的导出方法将在后文叙述。

作为上浆剂(I)的赋予方法，并无特别限定，可使用公知的方法。可列举例如喷雾法、辊浸渍法、辊转印法等。这些方法可以单独使用或组合使用。在这些浸渍法中，作为生产率、均匀性优异的方法，优选辊浸渍法。在将增强纤维束浸渍于高分子溶液时，在介由设置于高分子溶液浴中的浸渍辊反复进行开纤和轧液的情况下，尤其能够使高分子溶液进行含浸直至增强纤维束中。本发明的上浆剂(I)相对于增强纤维的附着量可通过高分子溶液的浓度、轧液辊的调整等来进行调整。

另外，出于防止增强纤维的起毛、提高增强纤维的集束性、或者提高与基体树脂的粘接性等目的，也可以赋予上浆剂。作为上浆剂(I)，并无特别限定，可使用具有环氧基、氨基甲酸酯基、氨基、羧基等官能团的化合物，它们可以使用1种或并用2种以上。关于在后述本发明中的增强纤维束的制造工序中的任意时机赋予的上浆剂，也可使用相同的物质。

如前述所示，在本发明的增强纤维束中，设想将区域(I)用作增强纤维束相互连接的部分。通过利用该区域(I)将增强纤维束相互连接，从而能使作为纤维增强复合材料的机械特性、工艺性提高。作为相互连接的方法，无特别限制，例如，可以以下述方式连接：使某个增强纤维束的区域(I)与另一增强纤维束的区域(I)在长度方向上相互重叠，利用至少1组交织处理机构向该重叠部喷射加压流体，使两增强纤维相互交织，从而进行连接，前述交织处理机构中，在增强纤维束的宽度方向上串联地开设多个流体喷射孔，前述流体喷射孔的列在纤维长度方向上隔开间隔地配置2列。在此，可将前述的上浆剂(I)的溶质成分种类及附着量调整为如前所述的优选方式，以便能够牢固且容易地连接。

另外，作为上浆剂(I)，只要能够通过上浆剂(I)的熔融、改性等而将纤维束彼此粘接即可，上浆剂(I)的树脂种类并无特别限定。另外，也可以使用2种以上的上浆剂。作为优选的上浆剂(I)，可使用水溶性聚酰胺。水溶性聚酰胺是在制成水溶液时可以以溶质浓度0.01重量％以上的浓度溶解的聚酰胺，例如为由在主链中具有叔氨基和/或氧乙烯基的二胺与羧酸进行缩聚而得到的聚酰胺树脂，作为前述二胺，具有哌嗪环的N,N’-双(γ-氨基丙基)哌嗪、N-(β-氨基乙基)哌嗪等在主链中包含叔氨基的单体、氧乙烯基烷基胺等在主链中包含氧乙烯基的烷基二胺是有用的。另外，作为二羧酸，可使用己二酸、癸二酸等。水溶性聚酰胺可以是共聚物。作为共聚成分，可列举例如α-吡咯烷酮、α-哌啶酮、ε-己内酰胺、α-甲基-ε-己内酰胺、ε-甲基-ε-己内酰胺、ε-十二内酰胺等内酰胺。另外，也能进行二元共聚或多元共聚，在不妨碍水溶性的范围内确定共聚比率。制成具有内酰胺环的共聚成分的情况下，优选的是：若不将内酰胺环的重量比率设定为整体的30重量％以内，则聚合物将难以完全溶解于水。

然而，即使是共聚成分比率在前述范围外的难水溶性聚合物，在使用有机及无机酸使溶液成为酸性的情况下，溶解性也增大，成为水溶性，从而能够使用。作为有机酸，有乙酸、氯乙酸、丙酸、马来酸、草酸、氟乙酸等，作为无机酸，可列举作为通常的无机酸类的盐酸、硫酸、磷酸等。

在使用水溶性聚酰胺作为上浆剂的情况下，从防止热劣化的观点考虑，优选的是：制成上浆剂溶液，将该溶液涂布于增强纤维束后，在室温～180℃下干燥，除去水分，之后进行热处理。热处理温度的下限优选为130℃以上，更优选为200℃以上。热处理温度的上限优选为350℃以下，更优选为280℃以下。该热处理温度是使前述水溶性聚酰胺因空气中的氧而发生自交联等、丧失水溶性的温度。通过该处理，水溶性聚酰胺变得不溶，也丧失吸湿性，因此即使作为赋予了上浆剂的增强纤维束也不发粘，能够提供不仅后加工的操作性提高而且与基体材料的密合性变得良好且容易操作的纤维束。另外，在溶剂中添加交联促进剂，还能降低热处理温度、缩短时间。另外，通过在23±5℃的气氛下进行熟化处理，从而也能提高纤维束的硬度。

就本发明的增强纤维束而言，使增强纤维束的区域(I)与别的增强纤维束的区域(I)在长度方向上相互重叠，并对该重叠部进行加热由此将树脂熔融、或改性，从而能够将两增强纤维束相互粘接。

接着，对区域(II)进行说明。如前所述，设想将区域(II)专用于纤维增强复合材料的增强。

在本发明的增强纤维束的区域(II)中，作为经分纤处理而成的各束中所含的束内的增强纤维的平均纤维数n2的上限，优选为4000根以下，更优选为3000根以下，进一步优选为2000根以下。如果是该范围，则能够提高纤维增强热塑性树脂成型材料的力学特性。另外，作为束内平均纤维数n2的下限，优选为50根以上，更优选为100根以上，进一步优选为200根以上。如果是该范围，则能够提高纤维增强热塑性树脂成型材料的流动性。束内平均纤维数的导出方法将在后文叙述。

在本发明的增强纤维束的区域(II)中优选赋予上浆剂(将赋予至区域(II)中的上浆剂称作上浆剂(II))，对被赋予至区域(II)中的上浆剂(II)的溶质的种类，并无特别限定，可使用具有环氧基、氨基甲酸酯基、氨基、羧基等官能团的化合物。优选使用以环氧树脂作为主成分的上浆剂、或以聚酰胺树脂作为主成分的上浆剂。它们可以使用1种或并用2种以上。另外，也可对赋予了上浆剂的增强纤维束进一步用与该上浆剂不同种类的上浆剂进行处理。需要说明的是，在此，所谓主成分是指占据溶质成分的70重量％以上的成分。

作为环氧树脂的种类，可以使用双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、Novolac型环氧树脂、脂肪族型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂中的1种或并用2种以上。

另外，聚酰胺树脂可优选使用水溶性聚酰胺树脂，例如，水溶性聚酰胺可以为由在主链中具有叔氨基和/或氧乙烯基的二胺与羧酸缩聚而得到的聚酰胺树脂，作为前述二胺，具有哌嗪环的N,N’-双(γ-氨基丙基)哌嗪、N-(β-氨基乙基)哌嗪等在主链中包含叔氨基的单体、氧乙烯基烷基胺等在主链中包含氧乙烯基的烷基二胺是有用的。另外，作为二羧酸，可以使用己二酸、癸二酸等。

使用该水溶性聚酰胺树脂的上浆剂与各种基体材料的亲和性优异，使复合物性显著提高，尤其在聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂及聚醚酰胺酰亚胺系树脂中具有优异的密合性改善效果。

前述的水溶性的聚酰胺也可以是共聚物。作为共聚成分，可列举例如α-吡咯烷酮、α-哌啶酮、ε-己内酰胺、α-甲基-ε-己内酰胺、ε-甲基-ε-己内酰胺、ε-十二内酰胺等内酰胺，也能进行二元共聚或多元共聚，在不妨碍水溶性这样的物性的范围内确定共聚比率。优选的是：若不将具有内酰胺环的共聚成分比率设定为30重量％以内，则聚合物将不完全溶解于水。

然而，即使是共聚成分比率在前述范围外的难水溶性聚合物，在使用有机及无机酸使溶液成为酸性的情况下，溶解性也增大，成为水可溶性，从而能够使用。作为有机酸，有乙酸、氯乙酸、丙酸、马来酸、草酸、氟乙酸等，作为无机酸，可列举作为一般的无机酸类的盐酸、硫酸、磷酸等。

作为上浆剂(II)的附着量的上限，将区域(II)的重量设为100重量％时，优选为5重量％以下，更优选为4重量％以下，进一步优选为3重量％以下。若上浆剂(II)的附着量大于5重量％，则纤维束缺乏柔软性而变得过硬，有无法顺利地进行卷轴(bobbin)的卷取、放卷的可能性。另外，产生下述的可能性：在切割时引起单纱裂开，无法得到理想的短切纤维束形态。另外，作为上浆剂(II)的附着量的下限，优选为0.1重量％以上，更优选为0.3重量％以上，进一步优选为0.5重量％以上。在上浆剂(II)的附着量小于0.1重量％的情况下，若想要制作成型品，则有基体与增强纤维的粘接性下降的倾向，并且有成型品的力学特性变低的可能性。另外，长丝散开、产生绒毛，由此可能发生从卷轴的放卷性下降、向夹持辊、切割机刀具的卷绕(日文：巻きつき)。上浆剂(II)的附着量的导出方法将在后文叙述。

通过使上浆剂(II)的附着量为上述范围，从而得到在用例如切割器切断纤维束时从卷轴的放卷性提高、向夹持辊、切割机刀具的卷绕降低这样的效果，能够实现生产率的提高。此外，能够抑制已切断的纤维束裂开或单纱分散，向规定的束形态的保持性提高。即，在已切断的纤维束散布而成的短切纤维束的束状聚集体中，形成短切纤维束的单纱根数的分布变窄，能够得到均匀且最佳形态的短切纤维束。由此，由于纤维束发生面取向，因此能够实现力学特性的进一步提高。此外，能够使束状聚集体的单位面积重量不均降低，因此能够使成型品的力学特性的不均降低。

上浆剂(II)优选为均匀地附着于增强纤维表面的上浆剂。作为如此地使之均匀地附着的方法，并无特别限定，有例如下述方法：将这些上浆剂(II)以0.1重量％以上、优选1重量％～20重量％的浓度溶解于水或醇、酸性水溶液中，在该高分子溶液中，介由辊将纤维束浸渍于上浆剂处理液中的方法；使纤维束与附着有上浆剂处理液的辊接触的方法；使上浆剂处理液成为雾状而对纤维束吹喷的方法等。此时，优选以上浆剂有效成分相对于纤维束而言的附着量在适当范围内均匀地附着的方式控制上浆剂处理液浓度、温度、纱条张力等。另外，更优选在赋予上浆剂(II)时用超声波使纤维束振动。也可以利用前述上浆剂附着方法进行赋予。

需要说明的是，为了除去附着于增强纤维束上的上浆剂(II)中的水、醇等溶剂，可以使用热处理、风干、离心分离等任意方法，其中，从成本的观点考虑，优选热处理。作为热处理的加热手段，例如可以使用热风、热板、辊、红外线加热器等。其加热处理条件也是重要的，关系到操作性、与基体材料的粘接性的好坏。即，将上浆剂(II)赋予至增强纤维后的加热处理温度和时间应该根据上浆剂(II)的成分和附着量进行调整。在前述水溶性聚酰胺的情况下，从防止热劣化的观点考虑，在室温～180℃下干燥，除去水分后，进行热处理。热处理温度的下限优选为130℃以上，更优选为200℃以上。热处理温度的上限优选为350℃以下，更优选为280℃以下。该热处理温度是使前述水溶性聚酰胺因空气中的氧而发生自交联、丧失水溶性的温度。通过该处理，水溶性聚合物变得不溶，也丧失吸湿性，因此将长丝集束而成的线束不再发粘，能够提供不仅后加工的操作性提高而且与基体材的密合性也变得良好且容易操作的纤维束。另外，在溶剂中添加交联促进剂，还能降低热处理温度或缩短时间。另外，通过在23±5℃的气氛下进行熟化处理，从而还能提高纤维束的硬度。

上浆剂(II)的热分解起始温度优选为200℃以上，更优选为250℃以上，进一步优选为300℃以上。热分解起始温度的导出方法将在后文叙述。

对本发明的增强纤维束的制造方法举例进行具体地说明。但是，本发明不应被解释为限于该具体方式。

首先，将成为原材料的增强纤维的丝束从开卷机放卷，实施拓宽及分纤处理。利用该拓宽·分纤处理，能够调整成所期望的束内平均纤维数及每单位宽度的单纱数。需要说明的是，该处理不需要始终一定地进行，也可以以一定的周期或在所期望的部位改变扩宽的宽度。另外，也可对已拓宽的纤维束间歇地***分纤刀具而在增强纤维束内形成部分的分纤部位。

图2示出分纤处理的一例。(A)是概略俯视图，(B)是概略侧视图。图中的纤维束行进方向a(箭头)是纤维束100的长度方向，示出了从未图示的纤维束供给装置连续地供给纤维束100。分纤机构200具备突出部210，所述突出部210具有容易***至纤维束100中的突出形状，通过向行进的纤维束100中***分纤机构200，从而形成与纤维束100的长度方向大致平行的分纤处理部150。在此，分纤机构200优选在沿纤维束100的侧面的方向上***。所谓纤维束的侧面，是指纤维束的截面为横宽的椭圆或横宽的长方形那样的扁平形状时的、截面端部的垂直方向的面(例如相当于图2所示的纤维束100的侧表面)。另外，每1个分纤机构200所具有的突出部210可以为1个，也可以为多个。在1个分纤机构200中存在多个突出部210的情况下，突出部210的磨损频率减少，因此还能减少更换频率。此外，也可与待分纤的纤维束数相应地同时使用多个分纤机构200。可以以将多个分纤机构200并列、交错、错开相位等，从而任意地配置多个突出部210。

在利用分纤机构200将由多条单纱形成的纤维束100分成根数少的分纤束的情况下，多条单纱实质上在纤维束100内并非处于并纱状态，而是以单纱级别进行交织的部分多，因此，有在分纤处理中在接触部211附近形成单纱交织的络合部160的情况。

在此，所谓形成络合部160，可列举例如：通过分纤机构200，使预先存在于分纤处理区间内的单纱彼此之间的交织形成于(移动至)接触部211的情况；通过分纤机构200而新形成(制造)单纱交织而成的聚集体的情况；等等。

本发明的部分分纤纤维束中，由于在增强纤维表面涂布有涂布树脂，因此增强纤维彼此被约束，能够大幅削减由上述分纤处理时的摩擦等引起的单纱的产生，能够大幅削减上述记载的络合部160的产生。

在任意的范围内生成分纤处理部150后，将分纤机构200从纤维束100中拔出。通过该拔出，生成实施分纤处理而成的分纤处理区间110，与此同时，以上述方式生成的络合部160蓄积于分纤处理区间110的端部部位，形成络合部160蓄积而成的络合蓄积部120。另外，在分纤处理中由纤维束产生的绒毛以绒毛团140的形式在分纤处理时在络合蓄积部120附近生成。

然后，通过再次将分纤机构200***纤维束100，从而生成未分纤处理区间130，形成沿着纤维束100的长度方向交替地配置分纤处理区间110和未分纤处理区间130而成的部分分纤纤维束180。本发明的部分分纤纤维束180中，未分纤处理区间130的含有率优选为3％以上且50％以下。在此，所谓未分纤处理区间130的含有率，定义为未分纤处理区间130的总生成长度相对于纤维束100的总长而言的比例。若未分纤处理区间130的含有率小于3％，则将部分分纤纤维束180切断并散布、作为不连续纤维的纤维束的中间基材而用于成型时，将缺乏流动性，若大于50％，则使用其进行成型而得到的成型品的力学特性下降。

另外，作为各区间的长度，上述分纤处理区间110的长度优选为30mm以上且1500mm以下，上述未分纤处理区间130的长度优选为1mm以上且150mm以下。

纤维束100的行进速度优选为变动小的稳定速度，更优选为恒定的速度。

对于分纤机构200而言，只要在可实现本发明的目的的范围内就没有特别限制，优选金属制的针、薄板等具有锐利形状之类的形状的物体。对于分纤机构200而言，优选在要进行分纤处理的纤维束100的宽度方向上设置多个分纤机构200，分纤机构200的数量可根据要进行分纤处理的纤维束100的构成单纱根数F(根)任意选择。在纤维束100的宽度方向上，分纤机构200的数量优选为(F/10000-1)个以上且小于(F/50-1)个。若小于(F/10000-1)个，则在后续工序中制成纤维增强复合材料时难以呈现出力学特性的提高，若为(F/50-1)个以上，则在分纤处理时可能发生断丝、起毛。

接下来，对上浆剂赋予的时机进行说明。图3示出增强纤维束的制造工序中的上浆剂赋予工序的时机例。图3中示出：在纤维束100经过部分分纤处理工序300而加工成部分分纤纤维束180的工序中，包括上浆剂涂布工序401、干燥工序402、热处理工序403的上浆剂赋予工序400在部分分纤处理工序300前进行的模式A和在部分分纤处理工序300后进行的模式B。模式A、模式B中的任意时机均可。需要说明的是，在上浆剂赋予工序中不一定需要包括干燥工序和热处理工序。

图4示出在包括纤维束拓宽工序301的增强纤维束的制造工序中的上浆剂赋予工序400的时机例。在图4中示出：在纤维束100依次经过纤维束拓宽工序301和部分分纤处理工序300而形成部分分纤纤维束180的工序中，上浆剂赋予工序400在纤维束拓宽工序301前进行的模式C、在纤维束拓宽工序301与部分分纤处理工序300之间进行的模式D、和在部分分纤处理工序300后进行的模式E。模式C、模式D、模式E中的任意时机均可，但是，从能够实现最佳的部分分纤处理的观点考虑，最优选模式D的时机。需要说明的是，在该图所示的模式中，并非一定要包括干燥工序和热处理工序。

图5示出增强纤维束的制造工序中的、上浆剂涂布工序、干燥工序、热处理工序的另一时机例。在图5所示的时机例中，上浆剂赋予工序400中的上浆剂涂布工序401和干燥工序402、热处理工序403被分离而分别在不同的时机进行。上浆剂涂布工序401在部分分纤处理工序300前进行，干燥工序402在部分分纤处理工序300后进行。

图6示出在包括纤维束拓宽工序的增强纤维束的制造工序中的、包括上浆剂涂布工序和干燥工序、热处理工序的上浆剂赋予工序的时机例，在纤维束100依次经过纤维束拓宽工序301和部分分纤处理工序300而形成部分分纤纤维束180的工序中，上浆剂赋予工序的上浆剂涂布工序401在纤维束拓宽工序301前进行，对于干燥工序402和热处理工序403，示出在纤维束拓宽工序301与部分分纤处理工序300之间进行的模式F和在部分分纤处理工序300后进行的模式G。

图7示出包括纤维束拓宽工序的增强纤维束的制造工序中的、包括上浆剂涂布工序和干燥工序、热处理工序的上浆剂赋予工序的另一时机例，在纤维束100依次经过纤维束拓宽工序301和部分分纤处理工序300而形成部分分纤纤维束180的工序中，上浆剂赋予工序的上浆剂涂布工序401在纤维束拓宽工序301与部分分纤处理工序300之间进行，干燥工序402和热处理工序403在部分分纤处理工序300后进行。

这样，在增强纤维束的制造方法中，能够在多种时机赋予上浆剂。

就在本发明的增强纤维束的区域(II)中求得的悬垂值而言，作为其下限，为120mm以上。该悬垂值优选为145mm以上，更优选为170mm以上。若悬垂值小于120mm，则长丝散开，产生绒毛，由此可能发生从卷轴的放卷性下降、向夹持辊、切割机刀具的卷绕。另外，就该悬垂值而言，作为其上限，为240mm以下。该悬垂值更优选为230mm以下，进一步优选为220mm以下。若悬垂值大于240mm，则纤维束缺乏柔软性而变得过硬，有无法顺利地进行卷轴的卷取、放卷的可能性。另外，产生下述的可能性：在切割时引起单纱裂开，无法得到理想的短切纤维束形态。增强纤维束的区域(II)中的悬垂值的导出方法将在后文叙述。

本发明的增强纤维束的区域(II)中的束硬度优选为39g以上，更优选为70g以上，进一步优选为120g以上。在束硬度小于39g的情况下，长丝散开，产生绒毛，由此可能发生从卷轴的放卷性下降、向夹持辊、切割机刀具的卷绕。增强纤维束的区域(II)中的束硬度优选为200g以下，更优选为190g以下，进一步优选为180g以下。若增强纤维束的束硬度大于200g，则增强纤维束的基于络纱机的卷取性下降，无法发挥本发明效果。增强纤维束的区域(II)中的束硬度的导出方法将在后文叙述。

本发明的增强纤维束的区域(II)中的每单位宽度的单纱数优选为600根/mm以上，更优选为700根/mm以上，进一步优选为800根/mm以上。在小于600根/mm的情况下，有成型材料的流动性差的担忧。优选为1600根/mm以下，更优选为1400根/mm以下，进一步优选为1250根/mm以下。在大于1600根/mm的情况下，有成型品的力学特性变差的担忧。增强纤维束的区域(II)中的每单位宽度的单纱数的导出方法将在后文叙述。

本发明的增强纤维束的区域(II)中的平均束厚度优选为0.01mm以上，更优选为0.03mm以上，进一步优选为0.05mm以上。在小于0.01mm的情况下，有成型材料的流动性差的担忧。增强纤维束的区域(II)中的平均束厚度优选为0.2mm以下，更优选为0.18mm以下，进一步优选为0.16mm以下。在大于0.2mm的情况下，有成型品的力学特性差的担忧。

本发明的增强纤维束的区域(II)中的平均束宽度的下限优选为0.03mm以上，更优选为0.05mm以上，进一步优选为0.07mm以上。在小于0.03mm的情况下，有成型材料的流动性差的担忧。增强纤维束的区域(II)中的平均束宽度上限优选为3mm以下，更优选为2mm以下，进一步优选为1mm以下。在大于3mm的情况下，有成型品的力学特性差的担忧。

就将本发明的增强纤维束的区域(II)在水中浸渍前的宽度设为W1、将增强纤维束在25℃的水中浸渍5分钟后取出并沥水1分钟后的宽度设为W2时的增强纤维束的宽度变化率(W2/W1)而言，作为其下限，优选为0.5以上，更优选为0.6以上，进一步优选为0.7以上。若小于0.5，则附着于增强纤维束的上浆剂保留可溶于水的物性，由此存在进行分纤处理后已分纤的纤维束发生再聚集的情况。若发生再聚集，则难以保持已调整成最佳单纱数的纤维束的形态。若无法保持为已调整成最佳单纱数的纤维束的形态，则在为了制作复合材料成型中使用的成型材料而将该分纤纤维束切断并散布、制作不连续纤维的纤维束的中间基材时，难以制成最佳形态的中间基材，难以均衡性良好地呈现出成型时的流动性和成型品的力学特性。另一方面，就增强纤维束的宽度变化率(W2/W1)而言，作为其上限，优选为1.3以下，更优选为1.2以下，进一步优选为1.1以下。若大于1.3，则纤维束缺乏柔软性而变得过硬，有无法顺利进行卷轴的卷取、放卷的可能性。另外，产生下述的可能性：在切割时引起单纱裂开，无法得到理想的短切纤维束形态。增强纤维束的区域(II)中的宽度变化率的导出方法将在后文叙述。

本发明的增强纤维束适合作为纤维增强复合材料的原材料来使用。若举例说明的话，则本发明的增强纤维束切割成3～20mm左右的长度并散布后，成为束状聚集体[F]。通过在束聚集体[F]中含浸基体树脂，从而得到成型材料。作为基体树脂，并无特别限定，可列举例如：环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、环氧丙烯酸酯树脂、氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂、苯氧基树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂、马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂等热固性树脂；聚酰胺树脂、聚缩醛、聚丙烯酸酯、聚砜、ABS、聚酯、丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物、氯乙烯、聚四氟乙烯等氟系树脂、有机硅等热塑性树脂。尤其，作为上述热塑性树脂优选使用聚酰胺系树脂，优选使聚酰胺中进一步配合无机系的抗氧化剂。作为本发明中使用的热塑性聚酰胺树脂，可适合使用例如：通过环状内酰胺的开环聚合或ω-氨基羧酸的缩聚而得到的尼龙6、尼龙11、尼龙12；通过二胺与二羧酸的缩聚而得到的尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙6T、尼龙6I、尼龙9T、尼龙M5T、尼龙MFD6；通过2种以上的二胺与二羧酸的缩聚而得到的尼龙66·6·6I、尼龙66·6·12等共聚尼龙等。尤其从机械特性和成本的观点考虑，优选尼龙6、66、610。

另外，作为卤化铜或其衍生物，可列举碘化铜、溴化铜、氯化铜、巯基苯并咪唑与碘化铜的络盐等。其中，可以适合使用碘化铜、巯基苯并咪唑与碘化铜的络盐。作为卤化铜或其衍生物的添加量，相对于热塑性聚酰胺树脂100重量份，优选为0.001～5重量份的范围。在添加量小于0.001重量份时，不能抑制预热时的树脂分解、发烟、臭气，在5重量份以上时，不再观察到改善效果的提高。从热稳定化效果与成本的均衡性考虑，进一步优选为0.002～1重量份。

束状聚集体[F]中含浸基体树脂的方法并无特别限定，若例示含浸上述热塑性树脂的方法，则可以制作含有热塑性树脂纤维的束状聚集体[F]，将束状聚集体[F]中所含的热塑性树脂纤维直接作为基体树脂使用，也可以使用不含有热塑性树脂纤维的束状聚集体[F]作为原料并且在制造纤维增强树脂成型材料的任意阶段含浸基体树脂。

另外，即使是使用含有热塑性树脂纤维的束状聚集体[F]作为原料的情况，也能在制造纤维增强树脂成型材料的任意阶段含浸基体树脂。在这样的情况下，构成热塑性树脂纤维的树脂和基体树脂可以是相同的树脂，也可以是不同的树脂。在构成热塑性树脂纤维的树脂与基体树脂不同的情况下，两者优选具有相容性、或两者的亲和性高。

在制造纤维增强树脂成型材料时，可以使用含浸加压机来实施作为基体树脂的热塑性树脂向束状聚集体[F]的含浸。作为加压机，只要能够实现基体树脂的含浸所需的温度、压力，就没有特别限制，可以使用可上下移动的具有平面状的台板的通常的加压机、具有1对环形钢带行进的机构的所谓的双履带加压机。该含浸工序中，可以将基体树脂制成膜、无纺布或织物等片状后，与不连续纤维毡层叠，并在该状态下使用上述加压机等将基体树脂熔融·含浸，也可以将粒子状的基体树脂散布于束状聚集体[F]上而制成层叠体，或者也可以在散布短切纤维时同时地散布粒子状的基体树脂，混合至束状聚集体[F]内部。

实施例

以下，使用实施例说明本发明的详细情况。各种测定方法、计算方法及评价方法如以下所示。

(1)束内平均纤维数的测定方法

由每1m增强纤维束的重量和长丝数导出长丝1m长度的重量a(mg/m)。接着，测定从已分纤的部位切割成10mm左右的长度而得到的已分纤的增强纤维束的纤维长度l(mm)和重量b(mg)，利用下述式导出束内纤维数。关于束内平均纤维数，对20个样品求得前述的束内纤维数，取其算术平均值。

束内平均纤维数＝b×1000/(a×l)

(2)上浆剂(I)(II)的附着量的测定方法

采集5g左右的附着有上浆剂的碳纤维束，投入耐热制的容器中。接着，将该容器在80℃、真空条件下干燥24小时，在注意使其不吸湿的同时冷却至室温，然后将称量得到的碳纤维的重量设为m1(g)，接着，连同容器一起在氮气气氛中进行500℃、15分钟的灰化处理。在注意使其不吸湿的同时冷却至室温，将称量得到的碳纤维的重量设为m2(g)。经过以上的处理，利用下式求出上浆剂在碳纤维上的附着量。对10根纤维束进行测定，算出其平均值。

上浆剂的附着量(重量％)＝100×(m1-m2)/m1

(3)热分解起始温度的测定法

上浆剂(II)的热分解起始温度以下述方式来测定。首先，采集5mg左右的涂布有上浆剂(II)的增强纤维，于110℃干燥2小时后，在干燥器内，在室温下冷却1小时。然后，称重，在氮气气氛中进行TGA测定。将氮流量设为100ml/分钟，将升温速度设为10℃/分钟，测定从室温到650℃的重量减少。在纵轴为上浆纱相对于初始重量的重量比(％)、横轴为温度(℃)的TGA曲线中，找到重量减少速度(％/℃)达到最大的温度及在与其相比在低温侧的最接近的、重量减少速度达到极小的温度，将各自的切线的交点的温度定义为热分解起始温度。

但是，热分解起始温度的定义适用于上浆剂的化学改性后且基体树脂含浸前的状态。在不能测定涂布有上浆剂(II)的增强纤维的热分解起始温度的情况下，可使用上浆剂(II)来代替增强纤维。

(4)悬垂值的测定

将从位于区域(II)的增强纤维束的部分中切断成30cm的增强纤维束笔直地伸开而载置于平坦的台上，确认未弯曲、未扭曲。在发生弯曲或扭曲的情况下，通过100℃以下的加热或0.1MPa以下的加压，尽可能地将其除去。然后，如图8所示，在23±5℃的气氛下，将切断成30cm的增强纤维束固定于长方体台的端部，此时，增强纤维束以从台的端部突出25cm的方式固定、即，使距增强纤纤维束的端部5cm的部分位于台的端部，在该状态下静置5分钟后，对增强纤维束的未固定于台的一方的前端与台的侧面的最短距离进行测定，并将所得的值作为悬垂值。测定根数设为n＝5，并且采用平均值。

(5)束硬度的测定

增强纤维束的硬度按照JIS L-1096E法(HANDLE-O-Meter法(织物手感测定法))、使用HANDLE-O-Meter(大荣科学精机制作所制“CAN-1MCB”)进行测定。以硬度测定中使用的试验片的长度为10cm、宽度以长丝数1600根计成为1mm的方式对增强纤维束进行开纤调整。另外，狭缝宽度设定为20mm。在设置有该狭缝槽的试验台上，载置1根作为试验片的增强纤维束，用刀片将试验片压入至槽的一定深度(8mm)，测定此时产生的阻力(g)。增强纤维束的硬度由3次测定的平均值得到。

(6)平均束厚度

在纤维束长度方向(纤维方向)上以30cm的间隔测定20处左右的束厚度，将其平均值作为平均纤维束厚度。

(7)平均纤维束宽度

在纤维束长度方向(纤维方向)上以约30cm的间隔测定20处的、在已分纤的部位中的已分纤的纤维束的束宽度，将其平均值作为平均纤维束宽度。

(8)每单位宽度的单纱数

束内平均纤维数除以平均纤维束宽度，由此得到每单位宽度的单纱数。

(9)涂布有上浆剂的增强纤维束的宽度变化率测定

将增强纤维束的实施分纤处理前的宽度40mm拓宽成50mm、将涂布有上浆剂的碳纤维束切割成长度230mm，将其一端的距端部30mm的位置用夹具夹持，在从相反端起100mm之间测定5处的宽度，将其平均值作为浸渍前的宽度W1。然后，在25℃的水中浸渍5分钟，然后取出，在以由夹具夹持的一侧处于上方的方式吊起的状态下，沥水1分钟，然后，对从由夹具夹持的一端的相反端起100mm之间的5处的宽度进行测定，将其平均值作为浸渍后的宽度W2。经过以上处理，利用下式求出涂布有上浆剂的增强纤维束的宽度变化率。

宽度变化率＝W2/W1

(10)力学特性

利用后述的方法将纤维增强树脂成型材料成型，得到500×400mm的平板成型品。将平板长度方向设为0°，由得到的平板从0°和90°方向分别切出16片(合计32片)的100×25×2mm的试验片，按照JIS K7074(1988年)来实施测定。作为力学特性，求出弯曲强度。将弯曲强度小于200MPa判定为C，将弯曲强度为200MPa以上且小于350MPa判定为B，将弯曲强度为350MPa以上判定为A。

(11)流动性(冲压成型)

·树脂片1的情况

将尺寸150mm×150mm×2mm的纤维增强树脂成型材料在两张重叠的状态下、以基材中心温度(两张重叠间的温度)成为260℃的方式进行预热，然后配置于已升温至150℃的加压盘上，以10MPa加压30秒。对该压缩后的面积A2(mm²)和加压前的基材的面积A1(mm²)进行测定，将A2/A1×100作为流动率(％)。将流动率小于200％判定为C，将流动率为200％以上且小于300％判定为B，将流动率为300％以上判定为A。

·树脂片2的情况

将尺寸150mm×150mm×2mm的纤维增强树脂成型材料在两张重叠的状态下、以基材中心温度(两张重叠间的温度)成为220℃的方式进行预热，然后配置于已升温至120℃的加压盘上，以10MPa加压30秒。对该压缩后的面积A2(mm²)和加压前的基材的面积A1(mm²)进行测定，将A2/A1×100作为流动率(％)。将流动率小于200％判定为C，将流动率为200％以上且小于300％判定为B，将流动率为300％以上判定为A。

[使用原料]

·原料纤维1：使用了碳纤维束(ZOLTEK公司制“PX35”，单纱数50,000根，带“13”上浆剂)。

·原料纤维2：使用了玻璃纤维束(日东纺织制240TEX、单纱数1,600根)。

·原料纤维3：使用了碳纤维束(ZOLTEK公司制“PX35”、单纱数50,000根、无上浆剂)。

·树脂片1：使用由聚酰胺6树脂(东丽株式会社制、“Amilan”(注册商标)CM1001)形成的聚酰胺母料，制作成片材。

·树脂片2：使用包含未改性聚丙烯树脂(Prime Polymer Co.,Ltd.制，“PrimePolypro”(注册商标)J106MG)90质量％、和酸改性聚丙烯树脂(三井化学(株)制，“ADMER”(注册商标)QE800)10质量％的聚丙烯母料，制作成片材。

·上浆剂1：使用水溶性聚酰胺(东丽株式会社制、“T-70”)。

·上浆剂2：使用水溶性聚酰胺(东丽株式会社制、“A-90”)。

·上浆剂3：使用水溶性聚酰胺(东丽株式会社制、“P-70”)。

·上浆剂4：使用水溶性聚酰胺(东丽株式会社制、“P-95”)。

[纤维增强热塑性树脂成型材料的制造方法]

使用络纱机，以10m/分钟的恒定速度将原料纤维放卷，并从以10Hz在轴向上振动的振动拓宽辊通过，实施拓宽处理，然后从宽度限制辊通过，由此得到拓宽成任意宽度的拓宽纤维束。

然后，使从拓宽纤维束的末端起至150mm为止的部分(区域(I))、及/或、区域(I)以外的部分(区域(II))连续地浸渍于已用纯化水稀释的上浆剂中。接着，进行热处理工序(I)、(II)。在热处理工序(I)中，向250℃的热辊和250℃的干燥炉(大气气氛下)供给涂布有上浆剂的拓宽纤维束，进行干燥，从而除去水分，实施1.5分钟的热处理(实施例1～6、比较例1～3)。在热处理工序(II)中，向250℃的热辊和250℃的干燥炉(大气气氛下)仅供给涂布有上浆剂的拓宽纤维束的区域(II)，进行干燥，从而除去水分，实施1.5分钟的热处理(上浆工序)(实施例7～12、比较例4～6)。

针对所得到的拓宽纤维束，准备下述分纤处理机构：在增强纤维束的宽度方向上等间隔地平行地设置分纤处理用铁制板(其具备厚度0.2mm、宽度3mm、高度20mm的突出形状)。将该分纤处理机构相对于拓宽纤维束间歇式地拔插，得到任意分割数的增强纤维束。

此时，相对于以10m/分钟的恒定速度行进的拓宽纤维束，分纤处理机构反复进行下述动作：将分纤处理机构***3秒并生成分纤处理区间，将分纤处理机构拔出0.2秒，并再次***。

就所得到的增强纤维束而言，在分纤处理区间，纤维束在宽度方向上被分纤成目标平均纤维数，在至少1个分纤处理区间的至少1个端部，具有将单纱交织而成的络合部蓄积而成的络合蓄积部。接着，将所得的增强纤维束从卷轴放卷，在进行将端部连接的作业的同时，连续地***至旋转切割机，将纤维束切断成10mm的纤维长度，并以均匀分散的方式散布，由此得到纤维取向为各向同性的不连续纤维无纺布。

从不连续纤维无纺布的上下夹入树脂片，用加压机使树脂含浸于无纺布中，由此得到片状的纤维增强热塑性树脂成型材料。

(实施例1)

使用表1所示的原料纤维及上浆剂，制作成在作为从纤维束末端起至150mm为止的纤维束的部分的区域(I)(从增强纤维束的末端起至距该末端150mm为止的增强纤维束的部分。下同)中每单位宽度的纤维数为1547根/mm、束内平均纤维数为10根，并且在区域(II)(区域(I)以外的增强纤维束的部分。下同)中每单位宽度的纤维数为1547根/mm、束内平均纤维数为990根、包含上浆剂1在内的上浆剂附着量为3.2重量％的增强纤维束。

使用将该增强纤维束的端部用空气捻接器(air splice)连接并切断而成的增强纤维束、和树脂片1，制作成纤维增强热塑性树脂成型材料。对连接部的工艺性(A：连接部不脱开；B：连接部在10次中有1～7次脱开；C：连接部在10次中有8次以上脱开)、成型品的力学特性、流动性进行评价，将结果示于表2中。

(实施例2)

使用表1所示的原料纤维及上浆剂，制作成在区域(I)中每单位宽度的纤维数为1493根/mm、束内平均纤维数为450根，并且在区域(II)中每单位宽度的纤维数为1493根/mm、束内平均纤维数为1030根、包含上浆剂1在内的上浆剂附着量为4.0重量％的增强纤维束。

使用将该增强纤维束的端部用空气捻接器连接并切断而成的增强纤维束、和树脂片2，制作成纤维增强热塑性树脂成型材料。对连接部的工艺性(A：连接部不脱开；B：连接部在10次中有1～7次脱开；C：连接部在10次中有8次以上脱开)、成型品的力学特性、流动性进行评价，将结果示于表2中。

(实施例3)

使用表1所示的原料纤维及上浆剂，制作成在区域(I)中每单位宽度的纤维数为1460根/mm、束内平均纤维数为480根，并且在区域(II)中每单位宽度的纤维数为4372根/mm、束内平均纤维数为1880根、包含上浆剂1在内的上浆剂附着量为3.1重量％的增强纤维束。

使用将该增强纤维束的端部用空气捻接器连接并切断而成的增强纤维束和树脂片1，制作成纤维增强热塑性树脂成型材料。对连接部的工艺性(A：连接部不脱开；B：连接部在10次中有1～7次脱开；C：连接部在10次中有8次以上脱开)、成型品的力学特性、流动性进行评价，将结果示于表2中。

(实施例4)

使用表1所示的原料纤维及上浆剂，制作成在区域(I)中每单位宽度的纤维数为1543根/mm、束内平均纤维数为540根，并且在区域(II)中每单位宽度的纤维数为1543根/mm、束内平均纤维数为5230根、包含上浆剂2在内的上浆剂附着量为2.8重量％的增强纤维束。

使用将该增强纤维束的端部用空气捻接器连接并切断而成的增强纤维束、和树脂片1，制作成纤维增强热塑性树脂成型材料。对连接部的工艺性(A：连接部不脱开；B：连接部在10次中有1～7次脱开；C：连接部在10次中有8次以上脱开)、成型品的力学特性、流动性进行评价，将结果示于表2中。

(实施例5)

使用表1所示的原料纤维及上浆剂，制作成在区域(I)中每单位宽度的纤维数为1130根/mm、束内平均纤维数为90根，并且在区域(II)中每单位宽度的纤维数为547根/mm、束内平均纤维数为410根、包含上浆剂2在内的上浆剂附着量为3.3重量％的增强纤维束。

(实施例6)

使用表1所示的原料纤维及上浆剂，制作成在区域(I)中每单位宽度的纤维数为1420根/mm、束内平均纤维数为110根，并且在区域(II)中每单位宽度的纤维数为1476根/mm、束内平均纤维数为930根、包含上浆剂3在内的上浆剂附着量为5.5重量％的增强纤维束。

(实施例7)

制作成表1所示的、由包含上浆剂1在内的上浆剂附着量为3.2重量％、每单位宽度的纤维数为1540根/mm的区域(I)和束内平均纤维数为990根、每单位宽度的纤维数为1540根/mm、包含上浆剂1在内的上浆剂附着量为3.2重量％的区域(II)形成的增强纤维束。需要说明的是，在该例中，在赋予了“13”上浆剂的原料纤维1上进一步被赋予了上浆剂1(对于其他例子，也同样)。

将已从卷轴放卷的增强纤维束的端部(区域(I))彼此重叠(overlap)，将重叠的部分在250℃、0.1MPa的条件下加压1分钟而使其相连，并且利用增强纤维束的切断而得到不连续纤维无纺布，在该不连续纤维无纺布上放置表2记载的基体树脂，在加热下进行含浸，由此制作成纤维增强热塑性树脂成型材料。对连接部的工艺性(A：连接部不脱开；B：连接部在10次中有1～7次脱开；C：连接部在10次中有8次以上脱开)、成型品的力学特性、流动性进行评价，将结果示于表2中。

(实施例8)

制作成表1所示的、由包含上浆剂1在内的上浆剂附着量为4.0重量％、每单位宽度的纤维数为1480根/mm的区域(I)和束内平均纤维数为1030根、每单位宽度的纤维数为1480根/mm、包含上浆剂1在内的上浆剂附着量为4.0重量％的区域(II)形成的增强纤维束。

将已从卷轴放卷的增强纤维束的端部(区域(I))彼此重叠，将重叠的部分在250℃、0.1MPa的条件下加压1分钟而使其相连，并且利用增强纤维束的切断得到不连续纤维无纺布，在该不连续纤维无纺布上放置表2记载的基体树脂，在加热下进行含浸，由此制作成纤维增强热塑性树脂成型材料。对连接部的工艺性(A：连接部不脱开；B：连接部在10次中有1～7次脱开；C：连接部在10次中有8次以上脱开)、成型品的力学特性、流动性进行评价，将结果示于表2中。

(实施例9)

制作成表1所示的、由包含上浆剂1在内的上浆剂附着量为3.1重量％、每单位宽度的纤维数为1460根/mm的区域(I)和束内平均纤维数为1880根、每单位宽度的纤维数为4380根/mm、包含上浆剂1在内的上浆剂附着量为3.1重量％的区域(II)形成的增强纤维束。

(实施例10)

制作成表1所示的、由包含上浆剂2在内的上浆剂附着量为2.8重量％、每单位宽度的纤维数为1520根/mm的区域(I)和束内平均纤维数为5230根、每单位宽度的纤维数为1540根/mm、包含上浆剂2在内的上浆剂附着量为2.8重量％的区域(II)形成的增强纤维束。

(实施例11)

制作成表1所示的、由包含上浆剂2在内的上浆剂附着量为3.3重量％、每单位宽度的纤维数为1130根/mm的区域(I)和束内平均纤维数为410根、每单位宽度的纤维数为550根/mm、包含上浆剂2在内的上浆剂附着量为3.3重量％的区域(II)形成的增强纤维束。

(实施例12)

制作成表1所示的、由包含上浆剂3在内的上浆剂附着量为5.5重量％、每单位宽度的纤维数为1420根/mm的区域(I)和束内平均纤维数为930根、每单位宽度的纤维数为1480根/mm、包含上浆剂3在内的总上浆剂附着量为5.5重量％的区域(II)形成的增强纤维束。

(比较例1)

使用表1所示的原料纤维及上浆剂，制作成在区域(I)中每单位宽度的纤维数为2870根/mm、束内平均纤维数为890根，并且在区域(II)中每单位宽度的纤维数为2610根/mm、束内平均纤维数为1540根、包含上浆剂3在内的上浆剂附着量为3.3重量％的增强纤维束。

(比较例2)

使用表1所示的原料纤维及上浆剂，制作成在区域(I)中每单位宽度的纤维数为1550根/mm、束内平均纤维数为2270根，并且在区域(II)中每单位宽度的纤维数为3486根/mm、束内平均纤维数为5020根、包含上浆剂4在内的上浆剂附着量为2.9重量％的增强纤维束。

(比较例3)

使用表1所示的原料纤维及上浆剂，制作成在区域(I)中每单位宽度的纤维数为1580根/mm、束内平均纤维数为210根，并且在区域(II)中每单位宽度的纤维数为4000根/mm、束内平均纤维数为1120根、包含上浆剂4在内的上浆剂附着量为4.7重量％的增强纤维束。

(比较例4)

制作成表1所示的、由上浆剂附着量为1.5重量％、每单位宽度的纤维数为2870根/mm的区域(I)和束内平均纤维数为1540根、每单位宽度的纤维数为2580根/mm、包含上浆剂3在内的上浆剂附着量为3.3重量％的区域(II)形成的增强纤维束。需要说明的是，在区域(I)中确认到的上浆剂是由原料纤维1中存在的“13”上浆剂带来的。

(比较例5)

制作成表1所示的、由上浆剂附着量为1.6重量％、每单位宽度的纤维数为1580根/mm的区域(I)和束内平均纤维数为1120根、每单位宽度的纤维数为3940根/mm、包含上浆剂4在内的上浆剂附着量为4.7重量％的区域(II)形成的增强纤维束。需要说明的是，在区域(I)中确认到的上浆剂是由原料纤维1中存在的“13”上浆剂带来的。

(比较例6)

制作成表1所示的、由包含上浆剂4在内的上浆剂附着量为13.0重量％、每单位宽度的纤维数为1420根/mm的区域(I)和束内平均纤维数为930根、每单位宽度的纤维数为1480根/mm、包含上浆剂4在内的上浆剂附着量为3.1重量％的区域(II)形成的增强纤维束。

[表1]

[表2]

产业上的可利用性

本发明的增强纤维束是不连续增强纤维复合物的材料，不连续增强纤维复合物可适用于汽车内外装饰、电气·电子设备壳体、自行车、航空器内装饰材料、运输用箱体，等等。

附图标记说明

100 纤维束

102 增强纤维束

180 部分分纤纤维束

300 部分分纤处理工序

301 纤维束拓宽工序

400 上浆剂赋予工序

401 上浆剂涂布工序

402 干燥工序

403 热处理工序

A～G 模式

a 纤维束行进方向

Claims

1.增强纤维束，其特征在于，其是具有1m以上的长度的连续增强纤维束，下述区域I中的每单位宽度的单纱数为1600根/mm以下、束内平均纤维数为1000根以下，在区域II中求得的悬垂值为120mm以上且240mm以下，

在下述区域II中被赋予了以环氧树脂或聚酰胺树脂为主成分的上浆剂，

区域I：从纤维束末端起至150mm为止的所述纤维束的部分，

区域II：区域I以外的所述纤维束的部分，

所述悬垂值通过下述方式测定，

将从位于区域II的增强纤维束的部分中切断成30cm的增强纤维束笔直地伸开而载置于平坦的台上，确认未弯曲、未扭曲，然后，在23±5℃的气氛下，将切断成30cm的增强纤维束固定于长方体台的端部，此时，增强纤维束以从台的端部突出25cm的方式固定，在该状态下静置5分钟后，对增强纤维束的未固定于台的一方的前端与台的侧面的最短距离进行测定，并将所得的值作为悬垂值。

2.增强纤维束，其特征在于，其是具有1m以上的长度的连续增强纤维束，下述区域I中的上浆剂I的附着量为0.5重量％以上且10重量％以下，在区域II中求得的悬垂值为120mm以上且240mm以下，

区域I：从纤维束末端起至150mm为止的所述纤维束的部分，

区域II：区域I以外的所述纤维束的部分，

所述悬垂值通过下述方式测定，

3.根据权利要求2所述的增强纤维束，其特征在于，被赋予至所述区域I中的上浆剂I为水溶性聚酰胺。

4.根据权利要求2或3所述的增强纤维束，其特征在于，在所述区域II中被赋予了以环氧树脂为主成分的上浆剂。

5.根据权利要求2或3中任一项所述的增强纤维束，其特征在于，在所述区域II中被赋予了以聚酰胺树脂为主成分的上浆剂。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的增强纤维束，其特征在于，所述区域II中的束内平均纤维数为50根以上且4000根以下。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的增强纤维束，其特征在于，所述区域II中的束硬度为39g以上且200g以下。

8.根据权利要求1～3中任一项所述的增强纤维束，其特征在于，所述区域II中的每单位宽度的单纱数为600根/mm以上且1600根/mm以下。

9.根据权利要求1～3中任一项所述的增强纤维束，其特征在于，所述区域II中的平均束厚度为0.01mm以上且0.2mm以下。

10.根据权利要求1～3中任一项所述的增强纤维束，其特征在于，所述区域II中的平均束宽度为0.03mm以上且3mm以下。

11.根据权利要求1～3中任一项所述的增强纤维束，其特征在于，附着于所述区域II的上浆剂的附着量相对于区域II的重量100重量％而言为0.1重量％以上且5重量％以下。